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1、平板結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件平板結(jié)構(gòu)彎矩和剪力梁、板(受彎構(gòu)件)桁架上弦受壓,下弦受拉,腹桿承桿件受剪力剛架、排架彎矩、剪力梁、板網(wǎng)架軸力桿件高層結(jié)構(gòu)以水平推力為主拱式軸心受壓懸索軸心受拉緒論結(jié)構(gòu)選型的原則:選擇能夠充分發(fā)揮其力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)形式軸心受力能夠充分發(fā)揮其力學(xué)性能,受彎構(gòu)件不能夠充分發(fā)揮其力學(xué)性能。合理的選用結(jié)構(gòu)材料混凝土和磚石砌體抗壓性能較好,而抗拉性能很差,抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/10 左右;鋼的抗拉和抗壓性能都很好;木材的兩種力學(xué)性能差距不大。提倡結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)選組合。平板結(jié)構(gòu)與曲面結(jié)構(gòu)的區(qū)別從受力上來(lái)說(shuō):平板結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)類型,建筑結(jié)構(gòu)水平分系統(tǒng)和豎直分系統(tǒng)中的所有構(gòu)件都是典型的受彎為主的
2、結(jié)構(gòu)構(gòu)件。對(duì)于曲面結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō), 包括拱結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、 懸索結(jié)構(gòu)等,都是典型的軸向受力為主的結(jié)構(gòu)類型。從外形上來(lái)說(shuō):平板結(jié)構(gòu)的外部形式以橫平豎直的矩形體量居多。曲面結(jié)構(gòu)的外形是曲線或曲面。從施工方面來(lái)說(shuō):平板結(jié)構(gòu)0-4 建筑結(jié)構(gòu)選型的原則是什么?選擇能夠充分發(fā)揮其力學(xué)性能的結(jié)構(gòu)形式合理的選用結(jié)構(gòu)材料提倡結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)選組合。第一章一般平板結(jié)構(gòu)板式結(jié)構(gòu)單向板 L2 / L1 >3 ,雙向板 L2 / L1 3(板的長(zhǎng)邊尺寸L1 和短邊尺寸 L 2 )支承方式:四邊支承、三邊支承、多點(diǎn)支承和圓形及環(huán)形支承等。結(jié)構(gòu)板的厚度:板(包括梁)等受彎構(gòu)件的截面厚度主要取決于它自身的跨度。板的類型高跨比(
3、h/l)最小厚度要求(mm)簡(jiǎn)支板1/351/3060多跨連續(xù)板1/401/3560懸臂板1/121/1060無(wú)梁樓板1/301/25150梁板式按支承條件分:簡(jiǎn)支梁、多跨連續(xù)梁、靜定多跨梁按梁外形分:折線形梁、曲線梁結(jié)構(gòu)懸挑的抗傾覆措施:采取必要的措施以形成抗傾覆力矩與懸挑結(jié)構(gòu)的傾覆力矩產(chǎn)生平衡。用拉力平衡用支撐和拉力相結(jié)合的復(fù)合平衡用壓力平衡用自重平衡用壓力(支撐)平衡用基礎(chǔ)形成整體平衡復(fù)習(xí)思考題:1-2 單向板與雙向板的區(qū)別是什么?板的長(zhǎng)邊尺寸L1 和短邊尺寸 L2 , L2 / L1 >3 是單向板, L2 / L1 3 是雙向板。板承受和傳遞荷載的過(guò)程中, 單向板荷載主要沿短跨
4、方向傳遞, 雙向板在兩個(gè)方向上都傳遞荷載。單向板在結(jié)構(gòu)上屬于(二維)平面受力和傳力,雙向板在結(jié)構(gòu)上屬于(三維)空間面受力和傳力,因此雙向板比單向板更為經(jīng)濟(jì)合理。1-4 對(duì)于樓板來(lái)說(shuō),設(shè)置梁的作用是什么?答:為了減少板的跨度。1-9 結(jié)構(gòu)懸挑的抗傾覆措施有哪些?參照4第二章桁架與屋架屋架形式的選擇原則:跨度、屋頂造型、屋面排水。三角形屋架:三角形屋架一般適用于跨度在18m 以下的建筑。三角形木屋架的跨度一般為615m ,大于 15m 時(shí)下弦宜采用鋼拉桿。木屋架的間距一般不宜大于4m。梯形屋架: 梯形屋架上弦桿的坡度相對(duì)于三角形屋架要平緩一些,為了滿足排水要求,一般取 1/12 左右,常用的跨度范
5、圍為1836m拋物線形屋架:拋物線形屋架和折線形屋架矢高與跨度的比一般取1/81/6左右。平行弦屋架:平行弦屋架的上弦桿常用作廠房的吊車梁和托架梁。無(wú)斜腹桿屋架:無(wú)斜腹桿屋架的特點(diǎn)是沒(méi)有斜腹桿,結(jié)構(gòu)造型簡(jiǎn)單,便于制作。平面桁架空間支撐的作用:保證屋架平面外的空間剛度與整體穩(wěn)定通過(guò)減少上弦桿和下弦桿平面外長(zhǎng)細(xì)比來(lái)保證屋架上弦平面外的壓曲穩(wěn)定和防止屋架下弦平面外的受迫振動(dòng)。承受并傳遞屋蓋縱向水平荷載。屋架支撐的具體布置方式:上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、上弦橫向水平支撐或下弦橫向水平支撐、縱向垂直支撐、縱向系桿復(fù)習(xí)思考題:2-2 屋架的受力特點(diǎn)是什么?上弦受軸向壓力,下弦受軸向拉力,腹桿承受
6、剪力2-3 屋架的形式與受力有什么關(guān)系?(1)物價(jià)外形與內(nèi)力分布圖形越接近的,其各個(gè)桿件之間的內(nèi)力值大小越接近。( 2)屋架外形大于內(nèi)力分布圖形的,其桿件的內(nèi)力值就小。( 3)屋架外形小于分布圖形的,其桿件的內(nèi)力值就大。2 5 桁架設(shè)置支撐的作用?( 1)保證屋架平面外的空間剛度與整體穩(wěn)定。( 2)通過(guò)減少上弦桿和下弦桿平面外長(zhǎng)細(xì)比來(lái)保證屋架上弦平面外的壓曲穩(wěn)定和防止屋架下弦平面外的受迫振動(dòng)。( 3)承受并傳遞屋蓋縱向水平荷載,如山墻風(fēng)荷載,縱向地震荷載、吊掛在桁架下弦上的吊車的縱向制動(dòng)荷載等第三章剛架和排架結(jié)構(gòu)1 ,什么是剛架結(jié)構(gòu)?什么是排架結(jié)構(gòu)?(課后題)剛架結(jié)構(gòu)是指由直線形桿件(梁和柱)
7、組成的具有剛性節(jié)點(diǎn)的單層結(jié)構(gòu)。排架結(jié)構(gòu)是指由直線型桿件(梁和柱)組成的具有鉸節(jié)點(diǎn)的單層結(jié)構(gòu)。2,剛架結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)?共同點(diǎn):兩者都是單層建筑適用的結(jié)構(gòu)類型,都是直線形的桿件(梁和柱)組成的結(jié)構(gòu)。不同點(diǎn):剛架結(jié)構(gòu)的梁和柱的節(jié)點(diǎn)是剛性連接,排架結(jié)構(gòu)的梁和柱的節(jié)點(diǎn)連接是鉸連接。3,剛架結(jié)構(gòu)和排架結(jié)構(gòu)各自有什么優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?(課后題)當(dāng)跨度較小且相同時(shí),剛架結(jié)構(gòu)輕巧,可節(jié)省材料。當(dāng)跨度較大(此時(shí)荷載也最大)時(shí),剛架結(jié)構(gòu)由于其柱與梁剛接成一個(gè)整體,單個(gè)構(gòu)件長(zhǎng)度相對(duì)增大,桿件自身的剛度較差,特別是當(dāng)有較重的懸掛物(例如有吊車的廠房)時(shí),更適合選用排架結(jié)構(gòu)。剛架結(jié)構(gòu)采用將橫梁做成折線的形式,使
8、其受力性能良好,施工方便, 造價(jià)較低和建筑造型美觀。 室內(nèi)空間加大, 適用于雙坡屋面的單層中,小型建筑, 在工業(yè)廠房和體育館,禮堂,食堂等民用建筑中應(yīng)用。排架結(jié)構(gòu),更適合荷載較大,跨度較大的重型結(jié)構(gòu)建筑,大型單層工業(yè)廠房,大型庫(kù)房。4,剛架結(jié)構(gòu)有哪些結(jié)構(gòu)類型?各自的特點(diǎn)是什么?(課后題)剛架按結(jié)構(gòu)的組成和構(gòu)造的不同,可分為無(wú)鉸剛架,兩鉸剛架和三鉸剛架。無(wú)鉸剛架柱底彎矩大,因此基礎(chǔ)材料用量較多。無(wú)鉸剛架是超靜定結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)剛度較大,地基發(fā)生不均勻沉降時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力,所以地基條件差時(shí),必須考慮影響。兩鉸剛架和三鉸剛架的材料用量相差不多,它們的特點(diǎn)是, 三鉸剛架是為靜定結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)有不均勻沉降時(shí)
9、,對(duì)結(jié)構(gòu)不引起附加應(yīng)力。三鉸剛架的剛度也較差,適用于小跨度(一般不宜超過(guò) 12m)的建筑以及地基較差的情況,對(duì)于較大跨度的結(jié)構(gòu),則宜采用兩鉸剛架。兩鉸剛架是超靜定結(jié)構(gòu),因此地基不均勻沉降對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的影響也必須考慮。5、剛架結(jié)構(gòu)中為了減少或避免應(yīng)力集中現(xiàn)象,轉(zhuǎn)角處常做成圓弧或加腋的形式。第四章網(wǎng)架結(jié)構(gòu)1,節(jié)點(diǎn)荷載作用下,網(wǎng)架桿件主要承受軸向壓力或者軸向拉力。2,平板網(wǎng)架的優(yōu)點(diǎn):( 1)平板網(wǎng)架為三維空間受力結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)自重輕,較平面桁架結(jié)構(gòu)節(jié)省鋼材。( 2)平板網(wǎng)架整體剛度大,穩(wěn)定性好,對(duì)承受集中荷載,非對(duì)稱荷載,局部荷載和抵抗地基不均勻沉降等不利情況都比較有利。( 3)平板網(wǎng)架是非曲面無(wú)推力空
10、間結(jié)構(gòu),一般簡(jiǎn)支在下部支承結(jié)構(gòu)上, 連接構(gòu)造比較簡(jiǎn)單。( 4)平板網(wǎng)架的應(yīng)用范圍廣泛,不僅適用于中小跨度的工業(yè)與民用建筑,如工業(yè)廠房,俱樂(lè)部,食堂,會(huì)議室, 而且更宜于建造大跨度建筑的屋蓋結(jié)構(gòu),如展覽館, 體育館, 飛機(jī)庫(kù)。3,平板網(wǎng)架都有哪些結(jié)構(gòu)形式?其各自適用的跨度和適用的平面形狀各有什么不同?(課后題)從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的構(gòu)成方式來(lái)看,平板網(wǎng)架可分為交叉桁架體系和角錐體系兩類。交叉桁架體系:兩向正交正放網(wǎng)架: 一般適用于兩個(gè)方向的桁架跨度相等或接近的正方形或接近正方形的矩形建筑平面,適用于 50m 左右中等跨度的矩形建筑平面。兩向正交斜放網(wǎng)架:不僅適用于正方型建筑平面,也適用于不同比例的矩形建筑
11、平面。斜放網(wǎng)架與正放網(wǎng)架相比,不僅空間剛度較大,而且能節(jié)省用鋼量,特別在大跨度時(shí),優(yōu)越性更加明顯。兩向斜交斜放網(wǎng)架:它在平面兩個(gè)邊上的桁架交點(diǎn)間距是不一樣的,它更適合在建筑相鄰兩個(gè)立面的柱距不相等的情況下采用。三相交叉網(wǎng)架: 它的空間剛度大,但節(jié)點(diǎn)構(gòu)造較復(fù)雜。特別適用于多邊形和圓形,橢圓形等平面形狀的建筑。單向折線形網(wǎng)架:對(duì)于較小跨度,特別是狹長(zhǎng)的建筑平面較為適宜。角錐體系網(wǎng)架:由三角錐,四角錐,六角錐單元組成的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。四角錐網(wǎng)架:四角錐網(wǎng)架上弦不易設(shè)置再分桿,因此,網(wǎng)格尺寸受到限制,總體尺度不宜太大,適用于中小跨度的建筑。正放四角錐網(wǎng)架: 這種網(wǎng)架適用于平面接近正方形的中小跨度的周邊支
12、承的建筑,也適用于大柱網(wǎng)的點(diǎn)支承,有懸掛吊車的工業(yè)廠房和屋面荷載較大的建筑。正放跳格四角錐網(wǎng)架斜放四角錐網(wǎng)架:適用于中小跨度和矩形平面的建筑。棋盤形四角錐網(wǎng)架(5)星形四角錐網(wǎng)架:一般適用于中小跨度且為周邊支承的屋蓋。六角錐網(wǎng)架:網(wǎng)架單元是六角錐,錐頂向下時(shí),上弦為正六邊形網(wǎng)格,下弦為正三角網(wǎng)格。六角錐網(wǎng)架桿件多,節(jié)點(diǎn)構(gòu)造復(fù)雜,屋面板為六角形或三角形,施工比較復(fù)雜。三角錐網(wǎng)架:這種結(jié)構(gòu)受力均勻,其剛度更好,在大跨度工程中應(yīng)用廣泛,適用于矩形,三邊形,梯形,六邊形和圓形建筑平面。三角錐網(wǎng)架:一般適用于大中跨度及重屋蓋的建筑。跳格三角錐網(wǎng)架:適用于屋蓋荷載較輕,跨度較小的情況。蜂窩形三角錐網(wǎng)架:適
13、用于輕型的中小跨度的屋蓋。4,平板網(wǎng)架的受力特點(diǎn)?(課后題)平板網(wǎng)架實(shí)際上就是由平面桁架或立體桁架按一定角度交叉形成的空間結(jié)構(gòu)。平板網(wǎng)架的受力特點(diǎn)是空間工作:現(xiàn)以簡(jiǎn)單的雙向正交桁架體系為例,來(lái)說(shuō)明網(wǎng)架的受力特點(diǎn),( 1)網(wǎng)架中雙向交叉的桁架分別用剛度相當(dāng)?shù)牧簛?lái)代替。桁架的上,下弦共同承擔(dān)彎矩,腹桿承擔(dān)剪力。( 2)兩個(gè)方向的桁架在交點(diǎn)處位移相等(即兩者之間沒(méi)有相對(duì)位移)僅考慮其豎向位移。由此, 我們便把一個(gè)空間工作的網(wǎng)架簡(jiǎn)化為靜定的平面桁架來(lái)計(jì)算彎矩,剪力和撓度, 從而求出各個(gè)桿件的內(nèi)力,其內(nèi)力主要為軸力。5,平板網(wǎng)架的主要尺寸網(wǎng)架高度:主要取決于網(wǎng)架平面短向的跨度。網(wǎng)架的高度與短向跨度之比一
14、般為:當(dāng)跨度小于30m 時(shí),約為1/13 1/10當(dāng)跨度介于30 60m 之間時(shí),約為1/15 1/12當(dāng)跨度大于60m 時(shí),約為 1/18 1/14 。網(wǎng)架尺寸 :主要指網(wǎng)架的上弦網(wǎng)格尺寸。在可能的條件下,網(wǎng)格尺寸宜大些,以減少節(jié)點(diǎn)數(shù)和更有效地發(fā)揮桿件的截面強(qiáng)度,簡(jiǎn)化構(gòu)造, 節(jié)約鋼材。 當(dāng)采用鋼筋混凝土屋面板時(shí), 網(wǎng)格尺寸一般不超過(guò) 3m× 3m,否者桿件自重過(guò)大,吊裝困難。網(wǎng)格尺寸與網(wǎng)架短向跨度之比:一般為:當(dāng)跨度小于30M 時(shí),約為1/12 1/8當(dāng)跨度介于30 60m 之間時(shí),約為1/14 1/11當(dāng)跨度大于60m 時(shí),約為1/18 1/13 。6,網(wǎng)架的支承方式有哪些?各自
15、的適用范圍如何?(課后題)1)周邊支承網(wǎng)架如圖4-30 所示,( a)為網(wǎng)架支承在周邊柱子上的支承方式,網(wǎng)架的支座節(jié)點(diǎn)位于柱頂,傳力直接,受力均勻,適用于大跨度及中等跨度的網(wǎng)架;( b)為網(wǎng)架支承在邊梁上,邊梁則支承在若干個(gè)邊柱上的支承方式,這種支承方式可以使柱子間距較靈活, 網(wǎng)架網(wǎng)格的劃分不受柱距的限制, 在建筑的平面和立面處理上具有較大的靈活性,網(wǎng)架的受力也比較均勻,對(duì)于中,小跨度的網(wǎng)架是比較合適的,(c)為網(wǎng)架支承在圈梁上,圈梁支承在磚墻上的支承方式。2)四點(diǎn)支撐或多點(diǎn)支承網(wǎng)架:這種支承方式是整個(gè)網(wǎng)架支承在四角的四個(gè)支點(diǎn)上或者更多的支點(diǎn)上,由于柱子少,使用靈活,廣泛適用于中,小型的體育館
16、,大柱距的廠房以及大倉(cāng)庫(kù)建筑。三邊支撐三邊支承網(wǎng)架:三邊支承,一邊自由的網(wǎng)架支承方式,適用于飛機(jī)場(chǎng)的機(jī)庫(kù)。7,網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的施工安裝方法有哪些?各有什么優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)?、(課后習(xí)題)高空拼裝法:就是利用設(shè)在網(wǎng)架設(shè)計(jì)高度處的施工作業(yè)平臺(tái),將單根構(gòu)件或者在地面預(yù)先拼裝好的安裝單元在高空作業(yè)面進(jìn)行整體拼裝。這種安裝方法適用于周圍有輔助用房,架結(jié)構(gòu)被圍在中間,無(wú)法采用整體安裝的工程,網(wǎng)整體吊裝法:是指將網(wǎng)架在地面預(yù)先拼裝好,然后再進(jìn)行整體吊裝的施工安裝方法,可以避免高空作業(yè)。第五章高層建筑結(jié)構(gòu)1,高層建筑的受力特點(diǎn)是什么?它與非高層建筑的受力特點(diǎn)有什不同?課后題對(duì)于比較低矮的建筑,豎向荷載起到了控制作用,而隨
17、著建筑高度的逐漸增加水平荷載較豎向荷載起到的控制作用權(quán)逐漸增加, 而對(duì)于高層建筑, 水平荷載則起到主要的控制作用。在一般情況下, 各層的豎向荷載基本相同, 在結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的豎向壓力的大小隨著建筑高度的增加呈線性增加,與建筑物高度成正比。水平荷載本身的大小隨建筑高度的增加而增加,在建筑結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的應(yīng)力隨建筑高度的增加呈一種非線性增加的趨勢(shì)。比較低矮的建筑結(jié)構(gòu)是豎向壓力起主要的控制作用,而高層建筑結(jié)構(gòu)則是由彎-剪應(yīng)力起主要的控制作用。2,建筑體型的不同對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響都有哪些?(課后題建筑體型高寬比的大小對(duì)建筑結(jié)構(gòu)整體剛度的影響至關(guān)重要。建筑物越高, 其體型高度比就越大,其結(jié)果就是建筑結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)
18、彎剛度越來(lái)越差。因此高層建筑在建筑結(jié)構(gòu)體系和形式上就必須進(jìn)行認(rèn)真的選擇,并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的水平變形(樓層層間最大位移與層高之比u/h )進(jìn)行合理的限制。3,框架結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):框架結(jié)構(gòu)由于沒(méi)有結(jié)構(gòu)墻體的限制和制約,其建筑平面的布置十分靈活,同時(shí),建筑立面設(shè)計(jì)受到的結(jié)構(gòu)約束也非常少, 為建筑外立面采用整體的玻璃幕墻或大面積連續(xù)窗的形式提供了可能。 但是缺點(diǎn)就是豎向分系統(tǒng)的構(gòu)件 (即框架柱) 的數(shù)量和截面積都很少,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)整體剛度較差。主要適用于多層以下的建筑。4,框架結(jié)構(gòu)有哪些布置方案?各有什么優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?、(課后題)框架結(jié)構(gòu)體系是由樓板,梁、柱以及基礎(chǔ)四種承重構(gòu)件組成的。通常有三種布置方案橫向框架:
19、 主要承重框架是由橫向承重梁 (亦習(xí)慣稱其為主梁)與柱構(gòu)成, 樓板支承在橫向承重梁上,再由縱向聯(lián)系梁(次梁)將橫向框架連接成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)整體。縱向框架: 主要承重框架由縱向承重梁與柱構(gòu)成, 樓板支承在縱向承重梁上, 橫向則由聯(lián)系梁將縱向框架連接成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)整體。優(yōu)點(diǎn)是:橫向梁的高度較小,有利于管道穿行,樓層的凈高大,能得到更多可利用的室內(nèi)空間。縱橫向混合框架:特點(diǎn)是沿建筑的縱橫兩個(gè)方向均布置承重梁。優(yōu)點(diǎn)是:比較有利于抗震。5、框架結(jié)構(gòu)柱網(wǎng)布置的原則?(課后題)首先應(yīng)滿足建筑的使用功能要求, 同時(shí)應(yīng)力求使建筑物形狀規(guī)則、 簡(jiǎn)單整齊、 符合建筑模數(shù)協(xié)調(diào)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的要求, 以使建構(gòu)件類型和尺寸規(guī)格盡
20、量減少, 有利于建筑結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化和提高建筑工業(yè)化水平。6,剪力墻結(jié)構(gòu)是將建筑中所有的結(jié)構(gòu)墻體都設(shè)計(jì)成能夠抵抗水平荷載的墻體的結(jié)構(gòu)。在水平荷載的作用下,這些墻體主要工作狀態(tài)是受剪和受彎,所以稱為剪力墻。一般適用于較小開(kāi)間的居住建筑,公共建筑(比如賓館客房部分)。7,剪力墻結(jié)構(gòu)有哪些布置方案?各有什么優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?(課后題)橫墻承重方案。 優(yōu)勢(shì)是剪力墻結(jié)構(gòu)的橫向剛度比較大,有利于整個(gè)結(jié)構(gòu)縱、橫兩個(gè)方向側(cè)向剛度的均衡。另一方面, 對(duì)于層數(shù)較少的建筑來(lái)說(shuō),剪力墻的承載能力不能得到充分地利用,因此造成一定程度的浪費(fèi), 從另一方面看, 對(duì)于住宅類建筑, 較小的橫向剪力墻間距可以大大減少設(shè)置橫向隔墻的材料和工
21、序,同時(shí)避免隔墻對(duì)樓板結(jié)構(gòu)的集中荷載,使樓板結(jié)構(gòu)較為經(jīng)濟(jì)。縱墻承重方案。縱橫墻混合承重方案:全現(xiàn)澆的鋼筋混凝土樓板支承在周邊的縱、橫剪力墻上預(yù)制樓板支承在進(jìn)深大梁和橫向剪力墻上,大梁支承在縱墻上。第二種缺點(diǎn)是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力有一定影響。8,剪力墻結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)要求有哪些?(課后題)剪力墻的布置要求剪力墻在平面上應(yīng)盡可能對(duì)齊,在剖面上,剪力墻應(yīng)自下到上連續(xù)布置,避免剛度突變,不應(yīng)在中間樓層中出現(xiàn)剪力墻的中斷。剪力墻在平面上的布置應(yīng)盡量均勻?qū)ΨQ,以使建筑平面內(nèi)的剛度均勻, 避免建筑結(jié)構(gòu)在水平地震作用下出現(xiàn)扭轉(zhuǎn), 這種結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)對(duì)于建筑物的抗震是十分有害的。剪力墻上開(kāi)洞的設(shè)計(jì)要求剪力墻的門洞口宜
22、上下對(duì)齊, 成列布置, 形成明確的墻肢和連梁。 宜避免使用墻肢剛度相差懸殊的洞口設(shè)置。在縱橫墻交叉處,應(yīng)避免在幾面墻上同時(shí)開(kāi)洞。開(kāi)洞時(shí)應(yīng)盡可能形成門垛。建筑平面的盡端是結(jié)構(gòu)的最薄弱環(huán)節(jié),在山墻和其轉(zhuǎn)角處的外墻上應(yīng)盡少開(kāi)洞或不開(kāi)洞。靠近外墻的內(nèi)墻段也盡量不開(kāi)洞。9,框架 -剪力墻的結(jié)構(gòu)布置要求都有哪些?(課后題)框架 -剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)成雙向抗側(cè)力體系,在抗震設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)兩主軸方向均應(yīng)布置剪力墻,剪力墻的布置宜使結(jié)構(gòu)各主軸方向的側(cè)向剛度接近在剖面上, 剪力墻宜貫通建筑物的全高以避免剛度突變,不應(yīng)在中間樓層中出現(xiàn)剪力墻的中斷,剪力墻開(kāi)洞時(shí),洞口應(yīng)對(duì)齊。剪力墻宜均勻布置在建筑物的周邊附近,樓梯間,電
23、梯間等平面形狀變化及永久荷載較大的部位,樓、電梯間等豎井宜盡量與靠近的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)結(jié)合布置。縱、橫剪力墻宜組成L 形、T 形和 U形形式剪力墻的數(shù)量應(yīng)相當(dāng),一般情況下,剪力墻的厚度取值應(yīng)不小于160mm,且不小于1/20 層高梁與柱或柱與剪力墻的中線宜重合。在10、筒體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn):它是指由一個(gè)或幾個(gè)作為主要的抗側(cè)力構(gòu)件的筒形結(jié)構(gòu)組成的結(jié)構(gòu)類型。建筑的結(jié)構(gòu)體系主要靠筒體承受水平荷載, 具有很好地空間剛度、 很高的抗側(cè)彎能力和抗震能力下篇曲面結(jié)構(gòu)體系1、 建筑結(jié)構(gòu)形式劃分為兩種最基本的結(jié)構(gòu)類型平板結(jié)構(gòu)與曲面結(jié)構(gòu)。2、 平板結(jié)構(gòu)具有 外形簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)施工方便、空間容易組合等特點(diǎn),故應(yīng)用廣泛。3、 平板結(jié)
24、構(gòu)的缺點(diǎn):從結(jié)構(gòu)受的合理性上分析,由于平板結(jié)構(gòu)是典型的彎曲受力結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度潛力不能全部的發(fā)揮出來(lái)、 因此,結(jié)構(gòu)材料的消耗和結(jié)構(gòu)的自重都比較大,特別是在結(jié)構(gòu)的跨度很大時(shí),這種問(wèn)題顯得更加突出。4、 曲面結(jié)構(gòu) :(包括拱結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、薄壁空間結(jié)構(gòu)等)都是典型的軸向受力(軸心受壓、軸心受拉或軸面受壓、軸面受拉)為主的結(jié)構(gòu)類型。5、 曲面結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):它能充分的發(fā)揮結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料幾乎全部的強(qiáng)度極限,因此可以使用很少的結(jié)構(gòu)材料、很小的截面尺寸解決很大跨度空間的結(jié)構(gòu)需要。6、 曲面結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的代價(jià) :所有的曲面結(jié)構(gòu)都是有推力的結(jié)構(gòu)。曲面結(jié)構(gòu)的推力是指在豎向荷載作用于結(jié)構(gòu)時(shí),其支座處產(chǎn)生的水平方向的分力
25、(既可以指向內(nèi)的分力也可以指向外的分力)。7、 曲面結(jié)構(gòu)包括 線結(jié)構(gòu)與面結(jié)構(gòu)。 線結(jié)構(gòu)是平面結(jié)構(gòu), 主要是拱結(jié)構(gòu); 面結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu),包括殼體等各種薄壁空間結(jié)構(gòu)與懸索結(jié)構(gòu)。第六章拱結(jié)構(gòu)1、拱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)首先與梁、板受力做個(gè)對(duì)比,梁板結(jié)構(gòu)屬于平面結(jié)構(gòu),主要內(nèi)力是彎矩和剪力。拱結(jié)構(gòu)的受力主要是軸向壓力。2、拱結(jié)構(gòu)的類型:無(wú)鉸拱、兩鉸拱、三鉸拱。無(wú)鉸拱: 屬于超靜定結(jié)構(gòu)。只有在地基良好或者兩側(cè)拱腳處有穩(wěn)固邊跨結(jié)構(gòu)時(shí),拱。多用于橋梁結(jié)構(gòu),房屋建筑工程較少應(yīng)用。才采用無(wú)鉸兩鉸拱:也屬于超靜定結(jié)構(gòu)。在房屋建筑工程中應(yīng)用較多。兩鉸拱在跨度小時(shí)自重不大,可整體預(yù)制。跨度大時(shí),可采用分段預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼接的方法施
26、工。超靜定結(jié)構(gòu)對(duì)支座沉降差,溫度差等不利的變化比較敏感。在設(shè)計(jì)中應(yīng)給與重視。三鉸拱:為適應(yīng)地基較差的可能產(chǎn)生的基礎(chǔ)沉降差,可采用三鉸拱的結(jié)構(gòu)形式。3、拱的抗推力措施:(1)推力由拉桿承受。拉桿承受推力的拱結(jié)構(gòu)形式,我們稱為拉桿拱。拱腳處水平拉桿所承受的拉力與拱推力大小相等,方向相反,很好地平衡拱的推力。措施 2的圖(2)推力通過(guò)水平剛性結(jié)構(gòu)集中傳遞給端部拉桿。中間部分各道拱的水性推力h 作用在拱腳處的水平剛性結(jié)構(gòu)上,整體屋蓋結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個(gè)剛性水坪梁,利用水平梁將中間部分拱的推力傳遞給兩端的拉桿。(3)推力有兩側(cè)結(jié)構(gòu)整體承受要求拱結(jié)構(gòu)側(cè)面的結(jié)構(gòu)框架必須具有足夠的剛度以抵抗拱的水平推力,框架柱的基
27、礎(chǔ)底面不出現(xiàn)拉應(yīng)力,以保證整體穩(wěn)定安全。措施 4的圖( 4)推力由基礎(chǔ)直接承受。 對(duì)于落地拱而言,水平推力不太大或地質(zhì)較好時(shí),推力可由基礎(chǔ)直接承受,并通過(guò)基礎(chǔ)傳給地基。基礎(chǔ)尺寸一般很大,材料用量多。長(zhǎng)做傾斜形狀。拱軸曲線的形式:拱的合理軸線、拱的矢高。在一固定的荷載作用下, 使拱處于無(wú)彎矩狀態(tài)的拱軸曲線稱為拱的合理軸線。 比如:三鉸拱在沿水平方向均布的豎向荷載作用下, 合理曲線為拋物線。 而在垂直于拱軸的均勻壓力作用下,合理曲線為圓弧線。4、拱的矢高 : 水平推力 H 與矢高 f 成反比,即拱的矢高小,其水平推力大,而矢高大的拱則水平推力小。屋蓋結(jié)構(gòu)一般取f=lL5L/7,并不宜小于L/10.
28、 結(jié)合不同的屋面做法和排水方式,當(dāng)拱屋面為自防水屋面時(shí),一般取f=L/6左右。f=lL5L/7,最經(jīng)濟(jì)。拱的截面形式與尺寸截面形式:工字型、格構(gòu)式、折板型、波形。尺寸:與平板結(jié)構(gòu)的梁截面高度估算一樣,拱身截面高度的估算仍然是一個(gè)結(jié)構(gòu)剛度的問(wèn)題。拱的高跨比比梁的高跨比小的多。類型實(shí)體式結(jié)構(gòu)式鋼筋混凝土1/401/30鋼拱1/801/501/601/30課后習(xí)題拱結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)是什么?參考1拱結(jié)構(gòu)的類型有哪些?各自有什么特點(diǎn)?參考2拱結(jié)構(gòu)有哪些抗推力措施 ?各種措施利弊和范圍?參考 3第七章懸索結(jié)構(gòu)1、懸索結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn):軸心受拉構(gòu)件。一、懸索只承受軸向拉力,既無(wú)彎矩也無(wú)剪力;二、懸索的邊緣構(gòu)件必
29、須具有足夠的剛度和合理的形式,以確保索網(wǎng)的工作狀態(tài);三、懸索只能單向受力,即只能承受與其垂度方向一致的作用力。單曲面單層懸索結(jié)構(gòu)一般包括:索網(wǎng)、邊緣構(gòu)件、下部支撐結(jié)構(gòu)以及斜拉索。受力;索網(wǎng):中心受拉。邊緣構(gòu)件:承受懸索在支座處的拉力。下部支撐結(jié)構(gòu):柱子承受索端傳給支座的豎向壓力,不承擔(dān)水平方向的作用力。斜拉索:承受索端傳給支座的水平推力。2、懸索屋蓋結(jié)構(gòu)類型:?jiǎn)吻鎽宜鳌㈦p曲面懸索。單曲面懸索結(jié)構(gòu)適用于矩形平面的建筑。分為單層和雙層兩種類型。單曲面單層懸索結(jié)構(gòu):由許多平行的單根懸索組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,穩(wěn)定性差抗風(fēng)能力差。可采用斜拉索、框架、水平剛性結(jié)構(gòu)等措施來(lái)抵抗推力。推力與垂度成反比。懸索垂度一
30、般取跨度的1/501/20.單層面雙層懸索結(jié)構(gòu):由許多平行的索網(wǎng)組成。可以通過(guò)張拉索對(duì)承重與穩(wěn)定索施加預(yù)應(yīng)力,大大提高剛度, 對(duì)懸索結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)能力十分有利。承重索的垂度值取跨度的1/201/17,穩(wěn)定索的拱度可以取1/251/20.雙曲面懸索結(jié)構(gòu)適用于圓形、橢圓形平面、復(fù)雜曲線形平面類型。分為單層、雙層、交叉索網(wǎng)類型。雙曲面單層懸索結(jié)構(gòu):常用于圓形建筑平面,懸索按輻射狀布置。垂度一般取跨度的1/501/20.雙曲面雙層懸索結(jié)構(gòu): 由承重索和穩(wěn)定索組成。 用于圓形建筑平面。 懸索按輻射狀布置。雙曲面雙層懸索結(jié)構(gòu)由于有穩(wěn)定索, 使得屋面剛度較大, 抗風(fēng)和抗震性較好。 輻射狀的雙曲面還可以用于橢圓建筑平面, 缺點(diǎn)是每根拉索內(nèi)力不同, 在外環(huán)梁引起較大的彎矩。 因此雙曲面懸索較少用于橢圓。雙曲面交叉索網(wǎng)結(jié)構(gòu):由兩組曲率相反的拉索交叉組成,下凹的為承重索,上凹的為穩(wěn)定索,通常對(duì)穩(wěn)定索施加預(yù)應(yīng)力,使承重索張緊,增強(qiáng)索網(wǎng)剛度。一般為馬鞍形懸索,整體剛度大,可用于輕型屋面。適應(yīng)于圓形、橢圓、菱形、以及其他曲線形。3、提高懸索屋蓋結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性措施( 1)采取重屋蓋方案:屋面構(gòu)架有一定剛度和重量,利用屋蓋全部自重以抵抗風(fēng)吸力的影響。( 2)選擇合理的
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